国产半导体设备的四个思考

本文源自 微信公众号“半导体风险标”。

核心观点

本文主要回答半导体设备行业四个根本性问题：

1、行业最终的市场格局是什么？

2、此轮半导体设备周期有何不同？

3、国产设备在全产业链中的地位？

4、如何给国产设备行业估值？

1、最终的行业格局：中国巨大的增量市场必定会培育出一大批有国际竞争力的半导体设备企业，按照目前的行业格局，我们将未来国产半导体设备市场的格局定义为：“一超四霸多强”，北方华创以其最齐全的设备管线和最全的下游客户群将成为唯一的平台级设备商，另外屹唐、盛美的多管线突破有望成为准平台，万业、中微、华峰等是优秀的单产品集成电路设备商。

2、半导体设备的周期：本轮是朱格拉周期（设备投资周期）+国产替代周期+创新周期+库存周期，是四个周期的叠加，与上一轮以泛半导体为主的投资周期不同，这次是以集成电路投资为主线的全新机遇。

3、半导体设备的意义：硬科技是要素创新，是科技发展的底层源动力，是一种纵向的探索式创新，从上往下依次划分为三个层级，分别是：浅层要素（云、系统软件、服务器、芯片设计）、中层要素（代工、封测、制造、存储）、深层要素（半导体设备），半导体设备是硬科技的底盘，决定了晶圆代工行业内循环为主、外循环为辅的实现水平。

4、设备如何估值：影响半导体设备估值的四个因素：1、产业发展阶段；2、行业成长天花板；3、产品稀缺度；4、业绩增速。在不同的阶段，公司亦对应不同估值方法。如只关注单一估值指标，从历史来看，也呈现出较大的波动，出现阶段性的估值失真。对于业务进入成熟阶段，盈利趋于稳定的半导体设备类企业，PE或者EV/EBITDA是有较强参考价值的估值指标。

对于早期的半导体设备类公司，PS或者EV/Sales估值更为适用。根据我们的研究发现，海外半导体设备龙头公司PS估值，与行业或公司BB值变化有较为明显的关联性。选取应用材料与北美半导体行业BB值比较后发现，当行业景气，即BB值高于100%时，PS估值会显著提升，在高速成长期公司的PS达到15.2X平台位。2007年后，随着两家公司的盈利趋于正常水平，PS估值中枢均有所下降，转为PE估值法为主。

风险提示：行业景气度不及预期、国际形势持续不明朗、科技发展不及预期。

正文如下

1 设备的格局如何？

我们将设备公司分为：生态级、平台级、产品级三类。平台化是全球半导体巨头的必经之路，全球半导体设备的大部分份额都被少数几家（应用材料、LAM、TEL等）把持。

通过分析巨头的成长之路，我们总结出半导体设备的两大必然趋势：

1、产品的平台化：前道工艺设备全覆盖（除光刻、量测设备外）；

2、泛半导体领域全覆盖：泛半导体技术的同源性导致了产品矩阵必须要扩充到LCD、LED、第三代半导体等多重领域。

基于以上分析，我们将未来国产半导体设备市场的格局定义为：“一超四霸多强”：

一超（跨平台级）：北方华创；

四霸（多产品级）：屹唐半导体、盛美半导体、中微半导体、上海微电子；

多强（单产品级）：沈阳拓荆、万业企业、华海清科、中科飞测、中科信、华峰测控、精测电子、至纯科技。他们共同构成了整个中国半导体的底层生态。

我们认为设备行业发展的必然就是平台级（多下游平台+多产品管线），谁能做好这两种扩张，谁就能在发展中取得先机。一超四霸多强的格局来源正是以上研究半导体设备的两个维度：

1、横向（场景扩张）：半导体集成电路（IC）、半导体显示（面板）、半导体照明（LED）、半导体能源（光伏）。

2、纵向（全栈技术）：光刻机、沉积设备、刻蚀机、清洗机、离子注入机、炉管、量测设备、其他设备（CMP等）。

正是由于半导体技术的同源性，导致其发展过程中会顺着半导体的底层处理工艺逐步横向和纵向扩张，所以，下游的广覆盖是半导体平台级企业的基础，我们以国内外各巨头为例：

应用材料：集成电路+面板+LED+光伏

TEL/KLA：集成电路+面板+LED

Nikon/Canon光刻机：集成电路+面板+LED

北方华创：集成电路+面板+LED+光伏

中微公司：集成电路+LED

另外，最核心的产品管线，全球半导体巨头都是全栈覆盖，实现平台级的销售。最后我们得出一张半导体产业的终局图：

跨平台级（北方华创）：刻蚀机+沉积设备（PVD+CVD+ALD）+清洗机+热处理设备

多产品级（屹唐）：刻蚀+退火+去胶

多产品级（盛美）：清洗机+镀铜+炉管

单产品级（中微）：刻蚀机

单产品级：沈阳拓荆（CVD）、万业企业（Imp）、华海清科（平坦）、中科飞测（量测）、中科信（Imp）、华峰测控（测试）、精测电子（量测）、至纯科技（清洗）

2 此轮半导体设备周期有何不同？

此轮国产设备周期背后是两个周期的叠加：

1、朱格拉周期也叫设备投资周期，其背后就是中国的产业升级周期。

2、下游库存周期的逆向传导，从创新传递到库存，然后传递到设备投资。

目前这两个周期都在启动的早期：

我们先回顾上一轮朱格拉周期（2009~2019），中国的半导体建设主要集中在泛半导体领域，中国大陆通过十年密集的顺周期+逆周期的投资将面板、光伏、LED、消费电子制造、新能源均发展成全球前列，分别在半导体能源（光伏）、半导体照明（LED）、半导体显示（面板）培育出了隆基股份、三安光电、京东方三大世界龙头。

下一轮朱格拉周期（2020~2030），中国将在集成电路领域进行巨额投资，以存储（DRAM、NAND）、晶圆代工（成熟工艺为主、先进工艺为辅）、第三代化合物半导体为主。这就是国产设备的黄金红利期。

与前一轮周期相比，此轮周期有两个不一样：

1、国产设备的投资金额巨大，此轮设备投资周期的金额将数倍于上一轮泛半导体。

2、国产设备的参与度大幅提升。上一轮周期由于装备基础薄弱问题，虽然在光伏设备领域培育出了晶盛机电和北方华创，LED设备领域的北方华创和中微公司，但是在面板领域，绝大多数设备都来自海外，错失了一轮行业红利。仅京东方一家公司在此轮扩产周期中就投资超过2000亿元，但其中绝大多数都是国外设备，北方华创作为旗舰龙头，仅仅供应部分，占比极其有限。

此轮朱格拉周期是以集成电路为主，国内产业已经开始在低端和成熟工艺匹配，除了光刻环节，已经在PVD、CVD、刻蚀机、氧化设备、ALD、清洗设备、量测设备逐渐匹配。

3 设备的意义是什么？

我们将技术分为四个层次：根技术、干技术、枝技术、叶技术，其中处于支配地位的就是根技术，而半导体设备在根技术中具备支配地位。

我们将科技股分为两类：

1.科技观，双重维度：我们从两个维度定义科技股，第一种是基于技术的要素创新（硬科技），另外一种是基于模式的场景创新（软科技）。基于要素创新的公司主要分布在半导体和底层软件领域，他们突破现有的技术瓶颈，不断的拓展要素的技术边界，从而实现技术的深层次进步，我们称之为硬科技；基于模式创新的公司主要集中在互联网和各类集成商领域，他们基于现有的科技要素，进行模式的匹配和组合，并应用于各种场景，我们称之为软科技。

2.硬科技，要素创新：是科技发展的底层源动力，是一种纵向的探索式创新，从上往下依次划分为三个层级，分别是：浅层要素（云、系统软件、服务器、芯片设计）、中层要素（代工、封测、制造、存储）、深层要素（芯片设备、材料、IP、EDA），而这三层硬科技归根结底来源于数学、物理、化学、材料等基础科学。对于技术边界的拓展，这些基础设施背后的要素创新，自上而下，层次越深，难度越大，中国与国外的差距也越大。

目前，我国已经在部分领域开始有所突破，但是与国外先进水平相比差距仍存。华为目前已提出将在半导体全面布局，从深层要素通过新工艺、新材料紧密联动，实现全栈要素创新。国内外硬科技代表公司是半导体设备（应用材料、北方华创）。

半导体设备是中国实现科技自强的根本，是实现外循环的内在条件。

我们认为未来的格局将是：

1、成熟工艺=内循环为主+外循环为辅

2、先进工艺=外循环为主+内循环为辅

4 如何估值

影响半导体设备估值的四个因素：1、产业发展阶段；2、行业成长天花板；3、产品稀缺度；4、业绩增速。在不同的阶段，公司亦对应不同估值方法。如只关注单一估值指标，从历史来看，也呈现出较大的波动，出现阶段性的估值失真。

从海外龙头厂商看半导体设备估值：对于业务进入成熟阶段，盈利趋于稳定的半导体设备类企业，PE或者EV/EBITDA是有较强参考价值的估值指标。对于早期的半导体设备类公司，PS或者EV/Sales估值更为适用。根据我们的研究发现，海外半导体设备龙头公司PS估值，与行业或公司BB值变化有较为明显的关联性。

当公司处于内生、外延等高速发展阶段时，行业高景气度（BB值大于100%），公司PS估值将会有更高溢价。从应用材料1987-2019年的PS估值来看，2000年2004年的峰值分别达15.2X与9.6X，2007年后随着业务成熟，估值逐步趋于平稳，2017年后的估值中枢约2.7X，2017年峰值曾达5.8X。整体来看，1987-2019年公司PS估值中枢为3.04X。从泛林集团1987-2019年的PS估值来看，其PS估值历史中枢为2.28X，其中2000年与2004年的峰值分别达到9.8X与5.9X。2007年后，公司估值波动性亦有所下降。

国产半导体设备厂商估值分析：国内半导体设备仍处于早期的高速成长阶段，以北方华创为例，近几年研发费用持续增长，研发费用率持续保持在高位，对利润侵蚀也较大。利用市盈率PE估值，并不适合目前国内的半导体设备类公司。所以在当下阶段，我们选取以PS为主的估值方法。

我们认为，海外半导体设备龙头厂商，PS估值与BB值变化的高度关联性，对于国内设备龙头企业具体较强的参考价值。北方华创/中微公司自身的订单BB值中枢为20%。20Q1、Q2、Q3随着订单额的显著改善，BB值出现快速回升，达208%，表现出较高的景气度。我们预计半导体设备订单的高景气有望持续，即公司BB值有望持续保持在较高水平，PS估值相较其中枢值应有显著溢价。对比海外龙头厂商发展历史，我们认为国产半导体设备（北方华创/中微公司）考虑到增速和行业发展阶段合理PS估值为15X。

（编辑：赵锦彬）